应用型本科“云计算概论”课程混合式教学改革研究

李栋　宁玉富　杨菲菲　孙世文　李震

摘  要：应用型本科要求培养具有夯实理论基础的应用型人才。“云计算概论”是计算机相关专业的专业类核心课程，具有较强的理论性和实践性。传统单一的教学模式无法有效地利用各种资源培养应用型人才。以“云计算概论”课程为例探索混合教学模式下，如何提升应用型课程教学质量。“云计算概论”课程的混合教学模式分别从理论和实践两个方面，按照线上线下两个维度去实施教学创新。混合模式在“云计算概论”课程教学实践中取得了良好的教学效果。

关键词：云计算；应用型本科；混合教学；教学实践

中图分类号：TP39；G434  文献标识码：A  文章编号：2096-4706（2023）12-0187-04

Research on the Blending Learning Reform of Applied Undergraduate Course of

“Cloud Computing Introduction”

LI Dong， NING Yufu， YANG Feifei， SUN Shiwen， LI Zhen

（Shandong Youth University Of Political Science， Jinan  250103， China）

Abstract： The applied undergraduate course requires the cultivation of applied talents with solid theoretical foundation. The “Cloud Computing Introduction” is a professional core course for computer-related majors， which is highly theoretical and practical. The traditional single teaching mode can not effectively use various resources to cultivate applied talents. Taking the course of “Cloud Computing Introduction” as an example， this paper explores how to improve the teaching quality of applied courses under the blending learning mode. The blending learning mode of the “Cloud Computing Introduction” course implements teaching innovation from both theoretical and practical aspects according to the online and offline dimensions. The hybrid mode has achieved good teaching results in the teaching practice of “Cloud Computing Introduction” course.

Keywords： cloud computing; applied undergraduate; blending learning; teaching practice

0  引  言

应用型本科教育作为一种新型教育类型，旨在本科教育阶段培养出具有扎实理论基础的应用型人才。课程质量作为应用型本科教育人才培养的关键要素，直接影响着人才培养质量的优劣[1]。云计算概论是计算机相关专业的重要课程之一，在当今信息化时代背景下对应用型人才培养十分重要。传统的单一教学方式并不能满足应用型人才培养的要求。设计云计算概论课程的线上线下混合式教学模式采用多种教学形式，结合网络资源、提高课程质量、提升教学质量。弥补传统单一模式上课的缺点，培养学生自主学习能力、提升学生的理论应用能力。

1  混合教学模式在教学中的应用

混合式教學源于E-learning教学模式[2]，将基于先进的网络技术的E-learning教学模式与传统的教学模式有机地结合，发挥各自的优势，这是一种开放性、创新性的教育思想和模式，可以有效突破传统教学模式的局限，提高教学资源利用率，促进教学质量的提升。最近几年，多种混合式教学模式在计算机教学探究实践中得到了很好的应用效果。邬卓恒等[3]在Java程序设计课程教学中运用了混合式教学模式进行了探索并取得了良好的效果。孙梅等[4]的问题驱动的网络安全线上线下实验教学探索提出一种问题驱动的网络安全线上线下实验教学方法有效提升了学生的自主学习能力。王哲等[5]在高校课程的教学中利用混合式教学模式，既发挥教师的主导作用，也能体现学生的主体性，从而达成更好的教学效果。本文以云计算概论课程为例探索混合教学模式下，如何提升应用型课程学习质量。基于课程的理论和实践两个方面，按照线上线下两个维度去实施教学创新，进而提升学生的学习效果。

2  云计算概论课程教学现状

云计算概论是计算机相关专业的专业类核心课程，这门课程在理解云计算概念的基础之上，更强调对于云计算作为整体的系统性、相关技能的实践性和可操作性的掌握。学生学习这门课程一般会比较吃力，甚至是困难。因此如何提升学生的学习效果，让学生可以较好地理解和掌握云计算相关知识技能，对于本门课程的教学来说是个挑战。本文根据以往的教学经验，总结出目前在该门课程教学过程中出现的几类突出问题：1）云计算概念及理论知识不易掌握。云计算作为近些年发展比较迅速的IT技术，代表了IT领域的最新技术发展趋势，因此比较新，很多学生之前没有接触过，对该概念完全陌生，且云计算系统相对复杂，知识体系庞大，学生在学习起来非常吃力；2）云计算实践动手能力不易培养。云计算具有复杂的系统性，且内部组件十分丰富，不同组件具有不同的作用且相互之间紧密联系。想要搭建一个云计算环境不是件很容易的事，如何搭建一个云环境并让学生在上面进行学习实践，提升动手能力是个教学难点重点。以上问题在传统的教学模式下尤为突出，因此本文以云计算概论课程为例探索混合教学模式，充分的利用网络资源并结合传统的教学模式，基于课程的理论和实践两个方面进行“线上”+“线下”混合式教学，进而提升教学质量。

3  云计算概论课程的混合式教学设计

以云计算概论课程为例探索应用型本科高校中如何使用混合教学模式，提升学生专业知识应用能力、提升学生自主学习能力、提升教学质量。云计算概论课程的混合式教学模式基于传统教学模式，并在此基础上充分利用网络资源，针对理论和实践两个方面的各自教学特点，实施“线上”+“线下”混合式教学，以下将从理论和实践两方面进行详细讲解。

3.1  理论教学实施

云计算作为近些年的新兴技术，本身内涵十分丰富，涉及虚拟化、分布式计算，分布式存储、网络、多租户等概念。这些理论知识如何让学生接受起来更容易，单靠以往传统的教学模式往往效果不好，因此我们采用“线下为主”+“线上为辅”的混合式的教学模式教授理论知识。

3.1.1  注重线下教学

由于云计算概念丰富且复杂，因此我们要求云计算的学习不在于一时，由浅入深，慢慢培养学生的学习兴趣，这块就要以线下教学为主，充分发挥教师的主导作用以及课堂师生互动便捷的优势。以云计算概论第一堂课为例，由于学生初次接触云计算概念，因此首要考虑的是怎么能通俗易懂的将云计算的概念介绍给大家，那么以往照本宣科的介绍其概念以及相关知识点显然对于初学者来说就枯燥乏味，起不到很好的授课效果，此时就要发挥教师的主观能动性，因此在讲授该部分知识时采取类比法，通过将云计算相关概念与学生日常生活中经常接触到的东西做个类比，从而以一种通俗易懂的方式将云计算概念介绍给学生们，起到入门的作用。如介绍云计算概念的时候，可以将其看作是一种云资源管理平台，OpenStack可以看作是它的一种具体实现方案，而OpenStack本身又包含一些组件，这些组件又具有不同的作用。此时通过介绍云计算概念引入了OpenStack的概念，虽然对OpenStack组件做了说明，但是学生仍然对其组件作用不是很理解，因此以学生日常接触的电脑作类比，将其与OpenStack各个组件对应起来，帮助学生理解其含义，比如OpenStack组件nova作用类似于电脑的CPU+内存等，如图1所示。那么采取这种方式，学生对云计算理论知识点的学习会更容易些。另外，在课堂授课过程中，教师可通过观察学生的整体学习状态、课堂提问及随堂小测试等及时掌握学生学习效果，以便适时调整教学内容及授课方式。

3.1.2  利用好线上教学资源

课下的学习可加深对云计算知识点的理解和扩展云计算的知识面，这块可通过线上学习完成。学生要学习云计算知识时，要充分发挥线上网络资源丰富的优势，云计算的所有知识都能在网上找到，且包含课本上欠缺的最新前沿知识，比如有关云计算的微信公众号、OpenStack官方网站及MOOC学习资源等。学生在学习云计算时，应该好好利用这些网络资源，提升学习质量。

3.1.3  任务驱动

无论是线下课堂教授知识点，还是线上利用网络资源学习，都需要通过布置任务来保持学生学习的积极性、主动性，且还可以检查学生的学习效果。比如课堂上，可以采取雨课堂这种线上方式进行随堂测试检验当堂的教课效果，课下通过布置作业，让学生自觉去复习所学知识，又或者通过布置相关任务来让学生课下通过网络完成相关知识点的学习等。

3.2  实践教学实施

云计算对于实践能力要求也比较高，且要对其理论知识有较深的理解，离不开实践锻炼。云计算本身系统非常丰富且组件众多，因此其实验实践课一直也是云计算概论教学过程中的一个难点。为此我们同样采用“线上”+“线下”混合式的教学模式进行实验课的教授。

3.2.1  实验环境采取线上线下相结合的方式

云计算实验环境对于电脑的配置要求比较高，一般要求在Linux环境下去部署OpenStack环境。往年在教课过程中，让学生去搭建云计算环境往往问题较多，严重打击学生学习云计算的积极性，原因是往年都是让学生在自己的笔记本上去搭建云計算环境，这样由于硬件、软件等各种问题，会导致一部分学生搭建环境不成功，这样会影响学生学习积极性。因此现在在进行云计算实验教学时，采取线上线下相结合的方式，即给出云计算实验环境线上平台，如图2所示。允许学生按照自己的情况，去选择用自己的笔记本搭建环境还是使用云计算实验环境线上平台。这种线上线下相结合的方式，可以满足不能学生的差异化学习要求，实践能力强的学生可以自己用笔记本电脑搭建环境，实践能力稍弱的学生可以通过线上平台进行实践练习。

线上平台通过统一整合资源，固化系统配置，使得学生可以更加专心的实践云计算专业知识，提升专业技能。如学生在搭建OpenStack的一体机环境时，可以直接从搭建devstack开始，而无须对其前置配置进行相关设置，如图3所示，而这却是使用自己笔记本搭建一体机环境所需要做的事情。进入操作界面后，学生可在平台提供的虚拟机环境下进行实践练习，其操作步骤在操作界面右侧有详细介绍，学生可按照说明去操作练习，如图4所示。在平台练习完后，学生可自行下载实验报告去完成实验报告，并上传至平台，交由老师进行评阅，如图5所示。学生通过线上平台进行实践练习，达到了很好的学习效果。

3.2.2  实验内容分层次进行练习

每次实验内容分为三个层次：基础、进阶、高阶，因材施教、满足不同学生的学习需求，示例如表1所示。其中基础部分为所有学生均需完成的实践练习内容，这部分是对云计算理论基础知识的掌握，也是教学大纲规定学生必须掌握的基础知识；进阶为在从基础部分之上对实验实践内容进行了拔高，这部分是对云计算相关概念的深入理解；高阶部分又在进阶部分对相关云计算实验实践内容进行了拔高和扩展，有时需要结合网络资源去完成对云计算实验内容的操作。实验进阶、高阶部分的练习可由学生按照自身情况选择是否完成。在教学实践中，结合一定的奖励措施，要求大家在完成基础部分的实践练习后，尽量完成进阶和高阶实践内容的练习。如在平时考核时，对完成进阶、高阶部分练习的同学进行一定程度的奖励，比如考核分数高出只做基础部分练习的同学考核分数20～30分，以激励大家尽可能地完成进阶和高阶练习内容。

4  结  论

实践结果显示，运用应用型本科云计算课程混合式教学模式后取得了很好的教学效果。1）学生学习积极性更高，通过将云计算与实际生活进行类比的方式，让学生接受云计算概念更容易，也更方便后续的学习。2）在实验实践课上，在满足教学大纲教学的基础上，通过对实验内容进行划分层次，满足不同学生的学习要求，整体提升了学生的实践能力。3）通过“线上”+“线下”混合式的教学模式，整合了线上线下教学模式的优势，又进行了互补，学生对于知识的掌握更加牢固，实践动手能力得到提升，达到了理论与实践相结合的效果。

参考文献：

[1] 林传伟.应用型本科教育课程改革路径选择 [J].中国成人教育，2022（9）：44-47.

[2] 魏绍蓉，王晓英，刘志强，等.基于E-learning的混合式教学模式研究 [J].实验技术与管理，2014，31（12）：20-22.

[3] 邬卓恒，姜全坤.应用型本科Java课程混合式教学创新研究 [J].现代信息科技，2022，6（14）：173-176.

[4] 孙梅，肖建于，沈龙凤，等.问题驱动的网络安全线上线下实验教学探索 [J].淮北师范大学学报：自然科学版，2022，43（3）：85-91.

[5] 王哲，王昂，徐燕文.混合式教学模式在高校课程教学中的实践研究 [J].现代信息科技，2022，6（22）：193-195.

作者简介：李栋（1986—），男，汉族，山东济南人，助教，硕士，主要研究方向：云计算、数据挖掘、大数据；宁玉富（1967—），

男，汉族，山东商河人，教授，博士，主要研究方向：大数据分析、不确定决策、智能算法；杨菲菲（1982—），女，汉族，山东高唐人，副教授，硕士，研究方向：数据分析与数据挖掘。